物理物理動量守恒定律練習(xí)題20篇及解析

物理物理動量守恒定律練習(xí)題20篇及剖析物理物理動量守恒定律練習(xí)題20篇及剖析/物理物理動量守恒定律練習(xí)題20篇及剖析【物理】物理動量守恒定律練習(xí)題20篇及剖析一、高考物理精講專題動量守恒定律1．以以下列圖，小明站在靜止在圓滑水平面上的小車上用力向右推靜止的木箱，木箱最后以速度v向右勻速運動．已知木箱的質(zhì)量為m，人與車的總質(zhì)量為2m，木箱運動一段時間后與豎直墻壁發(fā)生無機(jī)械能損失的碰撞，反彈回來后被小明接住．求：(1)推出木箱后小明和小車一起運動的速度v1的大??；(2)小明接住木箱后三者一起運動的速度v2的大?。敬鸢浮竣賤；②2v23【剖析】試題剖析：①取向左為正方向，由動量守恒定律有：0=2mv1-mv得v1v2②小明接木箱的過程中動量守恒，有mv+2mv1=（m+2m）v2解得v22v3考點：動量守恒定律2．水平放置長為L=4.5m的傳達(dá)帶順時針轉(zhuǎn)動，速度為v=3m/s，質(zhì)量為m2=3kg的小球被長為l1m的輕質(zhì)細(xì)線懸掛在O點，球的左邊沿恰于傳達(dá)帶右端B對齊；質(zhì)量為m1=1kg的物塊自傳達(dá)帶上的左端A點以初速度v0=5m/s的速度水平向右運動，運動至B點與球m2發(fā)生碰撞，在極短的時間內(nèi)以碰撞前速率的1反彈，小球向右搖動一個小角度即被取走。2已知物塊與傳達(dá)帶間的滑動摩擦因數(shù)為μ=0.1，取重力加速度g10m/s2。求：1）碰撞后剎時，小球碰到的拉力是多大？2）物塊在傳達(dá)帶上運動的整個過程中，與傳達(dá)帶間摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能是多少？【答案】（1）42N（2）13.5J【剖析】【詳解】解：設(shè)滑塊m1與小球碰撞前素來做勻減速運動，依照動能定理：m1gL=1mv1121m1v0222解之可得：v1=4m/s因為v1v，說明假設(shè)合理滑塊與小球碰撞，由動量守恒定律：12m1v1=2m1v1+m2v2解之得：v2=2m/s2碰后，對小球，依照牛頓第二定律：Fm2gm2v2l小球碰到的拉力：F42N（2）設(shè)滑塊與小球碰撞前的運動時間為1t1，則Lv0v1t12解之得：t11s在這過程中，傳達(dá)帶運行距離為：S1vt13m滑塊與傳達(dá)帶的相對行程為：X1LX11.5m設(shè)滑塊與小球碰撞后不能夠回到傳達(dá)帶左端，向左運動最大時間為t2則依照動量定理：m1gt2m11v12解之得：t22s滑塊向左運動最大位移：x11vt=2mm2212因為xmL，說明假設(shè)成立，即滑塊最后從傳達(dá)帶的右端走開傳達(dá)帶再考慮到滑塊與小球碰后的速度

1v1<v，2說明滑塊與小球碰后在傳達(dá)帶上的總時間為2t2在滑塊與傳達(dá)帶碰撞后的時間內(nèi)，傳達(dá)帶與滑塊間的相對行程X22vt212m因此，整個過程中，因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能是m1gx1x2=13.5J3．以以下列圖，兩塊相同平板P1、P2置于圓滑水平面上，質(zhì)量均為m。P2的右端固定一輕質(zhì)彈簧，左端A與彈簧的自由端B相距L。物體P置于1的最右端，質(zhì)量為2且能夠看作質(zhì)Pm點。P1與P以共同速度v0向右運動，與靜止的P2發(fā)生碰撞，碰撞時間極短，碰撞后P1與P2粘連在一起，P壓縮彈簧后被彈回并停在A點（彈簧素來在彈性限度內(nèi)）。P與2之間的P動摩擦因數(shù)為μ，求：（1）P1、P2剛碰完時的共同速度v1和P的最后速度v2；（2）此過程中彈簧最大壓縮量x和相應(yīng)的彈性勢能Ep?！敬鸢浮浚?）v1v0，v23v0（2）xv02L，Epmv022432g16【剖析】（1）P1、P2碰撞過程，動量守恒，mv02mv1，解得v1v0。2對P1、P2、P組成的系統(tǒng)，由動量守恒定律，(m2m)v04mv2，解得v23v04（2）當(dāng)彈簧壓縮最大時，1、2、P三者擁有共同速度v2，對1、2、P組成的系統(tǒng)，從PPPPP1、P2碰撞結(jié)束到P壓縮彈簧后被彈回并停在A點，用能量守恒定律121212m2u(2mg)2(Lx)解得xv0222mv12mv0(mm)v2L2232g對P1、P2、P系統(tǒng)從P1、P2碰撞結(jié)束到彈簧壓縮量最大，用能量守恒定律12mv1212mv021(m2mm)v22u(2mg)(Lx)Ep222最大彈性勢能EPmv0216注意三個易錯點：碰撞可是P1、P2參加；碰撞過程有熱量產(chǎn)生；P所受摩擦力，其正壓力2mg【考點定位】碰撞模型、動量守恒定律、能量守恒定律、彈性勢能、摩擦生熱。中檔題4．以以下列圖，固定的凹槽水平表面圓滑，其內(nèi)放置U形滑板N，滑板兩端為半徑R=0．45m的1/4圓弧面．A和D分別是圓弧的端點，BC段表面粗糙，其余段表面圓滑．小滑塊P和1P2的質(zhì)量均為m．滑板的質(zhì)量M=4m，P1和P2與BC面的動摩擦因數(shù)分別為μ1=0．10和μ=0．20，最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力．開始時滑板緊靠槽的左端，P靜止在粗糙22面的B點，P以v=4．0m/s的初速度從A點沿弧面自由滑下，與P發(fā)生彈性碰撞后，P處1021在粗糙面B點上．當(dāng)P滑到C點時，滑板恰好與槽的右端碰撞并與槽牢固粘連，P連續(xù)運22動，到達(dá)D點時速度為零．P與P視為質(zhì)點，取2g=10m/s．問：121）P1和P2碰撞后剎時P1、P2的速度分別為多大？2）P2在BC段向右滑動時，滑板的加速度為多大？3）N、P1和P2最后靜止后，P1與P2間的距離為多少？【答案】（1）v10、v25m/s（2）a20.4m/s2（3）△S=1．47m【剖析】試題剖析：（1）P滑到最低點速度為v，由機(jī)械能守恒定律有：12mgR121122解得：v1=5m/sP、P碰撞，滿足動量守恒，機(jī)械能守恒定律，設(shè)碰后速度分別為v1、v212則由動量守恒和機(jī)械能守恒可得：mv1mv1mv21mv21mv21mv2212122解得：v10、v25m/s（2）P向右滑動時，假設(shè)P保持不動，對P有：f=μmg=2m（向左）21222設(shè)P、M的加速度為a；對P、M有：f=（m+M）a2121a2mfM2m0.4m/s25m此時對P1有：f1=ma2=0．4m＜fm=1．0m，因此假設(shè)成立．故滑塊的加速度為0．4m/s2；（3）P2滑到C點速度為v2，由mgR1mv222得v23m/sP1、P2碰撞到P2滑到C點時，設(shè)P1、M速度為v，由動量守恒定律得：mv2(mM)vmv2解得：v=0．40m/s對P、P、M為系統(tǒng)：f2L12121222代入數(shù)值得：L=3．8m滑板碰后，P向右滑行距離：s1v20.08m12a1P2向左滑行距離：s2v222.25m2a2因此P1、P2靜止后距離：△S=L-S1-S2=1．47m考點：觀察動量守恒定律；勻變速直線運動的速度與位移的關(guān)系；牛頓第二定律；機(jī)械能守恒定律．【名師點睛】本題為動量守恒定律及能量關(guān)系結(jié)合的綜合題目，難度較大；要修業(yè)生能正確剖析過程，并能靈便應(yīng)用功能關(guān)系；合理地選擇研究對象及過程；對學(xué)生要求較高．5．28．以以下列圖，質(zhì)量為m=2kg的木塊A靜止在圓滑水平面上。一質(zhì)量為m=lkg的木ab塊B以初速度v0=l0m/s沿水平方向向右運動，與A碰撞后都向右運動。木塊A與擋板碰撞后馬上反彈（設(shè)木塊A與擋板碰撞過程無機(jī)械能損失）。此后木塊A與B發(fā)生二次碰撞，碰后A、B同向運動，速度大小分別為1m/s、4m/s。求：木塊A、B第二次碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能。【答案】9J【剖析】試題剖析：依題意，第二次碰撞后速度大的物體應(yīng)該在前，由此可知第二次碰后A、B速度方向都向左。第一次碰撞，規(guī)定向右為正向mBv0=mBvB+mAvA’’第二次碰撞，規(guī)定向左為正向mAvA-mBvB=mBvB+mAvA獲得vA=4m/svB=2m/sE=9J考點：動量守恒定律；能量守恒定律.視頻6．如圖，一質(zhì)量為M的物塊靜止在桌面邊緣，桌面離水平川面的高度為h.一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射入物塊后，以水平速度v0/2射出.重力加速度為g.求：1）此過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；2）此后物塊落地點離桌面邊緣的水平距離．【答案】(1)E1m2mv0h3mv0(2)s2g8MM【剖析】【剖析】【詳解】試題剖析：（1）設(shè)子彈穿過物塊后物塊的速度為V，由動量守恒得mv0=m+MV①解得②系統(tǒng)的機(jī)械能損失為E=③由②③式得E=④（2）設(shè)物塊下落到地面所需時間為t，落地點距桌面邊緣的水平距離為s,則⑤s=Vt⑥由②⑤⑥得S=⑦考點：動量守恒定律；機(jī)械能守恒定律．討論：本題采用程序法準(zhǔn)時間序次進(jìn)行剖析辦理，是動量守恒定律與平拋運動簡單的綜合，比較簡單．7．以以下列圖，圓滑半圓形軌道MNP豎直固定在水平面上，直徑MP垂直于水平面，軌道半徑R＝0.5m．質(zhì)量為m1的小球A靜止于軌道最低點M，質(zhì)量為m2的小球B用長度為2R的細(xì)線懸掛于軌道最高點P．現(xiàn)將小球B向左拉起，使細(xì)線水平，以豎直向下的速度v0＝4m/s釋放小球B，小球B與小球A碰后粘在一起恰能沿半圓形軌道運動到P點．兩球可視為質(zhì)點，g＝10m/s2，試求：(1)B球與A球相碰前的速度大?。?2)A、B兩球的質(zhì)量之比m1∶m2．【答案】(1)6m/s(2)1∶5【剖析】試題剖析:B球與A球碰前的速度為v1，碰后的速度為v2球擺下來的過程中機(jī)械能守恒，解得m/s碰后兩球恰能運動到P點vp=gR=5碰后兩球機(jī)械能守恒v2=5m/s兩球碰撞過程中動量守恒m2v1=(m1+m2)v2解得m1:m2=1:5考點：機(jī)械能守恒定律，動量守恒定律．2328．一個靜止的鈾核92U（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個α粒子（原子質(zhì)量為2284.0026u）后衰變成釷核90Th（原子質(zhì)量為228.0287u）．（已知：原子質(zhì)量單位1u1.671027kg，1u相當(dāng)于931MeV）(1)寫出核衰變反應(yīng)方程；(2)算出該核衰變反應(yīng)中釋放出的核能；(3)假設(shè)反應(yīng)中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)變成釷核和α粒子的動能，則釷核獲得的動能有多大？【答案】

(1)23292U

22890Th+

42He

(2)5.49MeV

(3)0.095MeV【剖析】【詳解】(1)23292U

22890Th+

42He(2)質(zhì)量損失

mmU

mα

mTh

0.0059uE=△mc2=0.0059×931MeV=5.49MeV(3)系統(tǒng)動量守恒，釷核和α粒子的動量大小相等，即pThpαEkThpTh22mThEkαpα22mαEkThEkαE因此釷核獲得的動能EkThmαE4mThE0.095MeVmα42289．以以下列圖，圓滑平行金屬導(dǎo)軌的水平部分處于豎直向下的B=4T的勻磁場中，兩導(dǎo)軌間距L=0.5m，導(dǎo)軌足夠長金屬棒a和b的質(zhì)量都為m=1kg，電阻RaRb1.b棒靜止于軌道水平部分，現(xiàn)將a棒從h=80cm高處自靜止沿弧形軌道下滑，經(jīng)過C點進(jìn)入軌道的水平部分，已知兩棒在運動過程中素來保持與導(dǎo)軌垂直，且兩棒素來不相碰.求a、b兩棒的最終速度大小以及整個過程中b棒中產(chǎn)生的焦耳熱（已知重力加速度g取10m/s2）【答案】2m/s2J【剖析】a棒下滑至C點時速度設(shè)為v0，則由動能定理，有：mgh1mv020（2分）2解得v0=4m/s；（2分）此后的運動過程中，a、b兩棒達(dá)到共速前，兩棒所受安培力素來等大反向，因此a、b兩棒組成的系統(tǒng)動量守恒，有：mv0mmv（2分）解得a、b兩棒共同的最后速度為v=2m/s，此后兩棒一起做勻速直線運動；由能量守恒定律可知，整個過程中回路產(chǎn)生的總的焦耳熱為：Q1mv021mmv2（2分）22則b棒中的焦耳熱Qb1Q（2分）2聯(lián)立解得：Qb=2J（2分）10．以以下列圖，帶有1A的半徑為RC置于4木板

B的右端，

A、B、C的質(zhì)量均為

m，A、B底面厚度相同．現(xiàn)

B、C以相同的速度向右勻速運動，

B與

A碰后即粘連在一起，

C恰好能沿

A的圓弧軌道滑到與圓心等高處．則：(已知重力加速度為

g)(1)B、C一起勻速運動的速度為多少？(2)滑塊C返回到A的底端時AB整體和C的速度為多少？【答案】（1）v023gR（2）v123gR，v253gR33【剖析】本題觀察動量守恒與機(jī)械能相結(jié)合的問題．(1)設(shè)B、C的初速度為v0，AB相碰過程中動量守恒，設(shè)碰后AB整體速度u，由mv02mu，解得uv02C滑到最高點的過程：mv02mu3mu1mv0212mu213mu2mgR222解得v023gR(2)C從底端滑到頂端再從頂端滑終究部的過程中，滿足水平方向動量守恒、機(jī)械能守恒，有mv02mumv12mv21mv0212mu21mv1212mv222222解得：v123gR，v253gR3311．以以下列圖，一質(zhì)量為M的平板車B放在圓滑水平面上，在其右端放一質(zhì)量為木塊A，m＜M,A、B間粗糙，現(xiàn)給A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使

m的小A開始向左運動，

B開始向右運動，最后

A不會滑離

B，求：1）A、B最后的速度大小和方向；2）從地面上看，小木塊向左運動到離出發(fā)點最遠(yuǎn)處時，平板車的速度大小和方向．【答案】（1）Mmv0（2）2Mmv02Mm2Mg【剖析】試題剖析：（1）由A、B系統(tǒng)動量守恒定律得：Mv0—mv0=（M+m）v①因此

v=

v0方向向右（2）A向左運動速度減為零時，到達(dá)最遠(yuǎn)處，設(shè)此時速度為

v′,則由動量守恒定律得：Mv0—mv0="Mv′"Mv0mv0方向向右M考點：動量守恒定律；討論：本題主要觀察了動量守恒定律得直接應(yīng)用，難度適中．12．以以下列圖，粗細(xì)均勻的圓木棒量均為m，A和B間的滑動摩擦力為

A下端離地面高H，上端套著一個細(xì)環(huán)B．A和B的質(zhì)f，且f＜mg．用手控制A和B使它們從靜止開始自由下落．當(dāng)

A與地面碰撞后，

A以碰撞地面時的速度大小豎直向上運動，與地面發(fā)生碰撞時間極短，空氣阻力不計，運動過程中

A素來呈豎直狀態(tài)．求：若

A再次著地前

B不走開A，A的長度應(yīng)滿足什么條件？【答案】【剖析】試題剖析：設(shè)木棒著地時的速度為，因為木棒與環(huán)一起自由下落，則木棒彈起豎